Connect with us

Znanost

Matematika i Ekonomija

Matematika iza dobro prospavane noći

Zašto ne mogu zaspati? Hoće li me ovaj lijek držati budnim cijelu noć? Mogu li prespavati ovu prehladu? Unatoč desetljećima istraživanja, odgovori na ova pitanja o jednoj od naših najosnovnijih tjelesnih potreba ostaju iznimno teški za odgovoriti. Zapravo, istraživači još uvijek nisu u potpunosti shvatili zašto uopće spavamo.

U pokušaju da shvate ciklus spavanja te kako se on može izokrenuti, istraživači na Rensselaer Polytechnic Institute koristili su drugačiji pristup od tradicionalnog skeniranja mozga i studija sna. Oni su koristili matematiku.

Profesor matematike Mark Holmes i njegova apsolventica Lisa Rogers koriste matematiku kako bi razvili novi kompjuterski model kojim lako mogu upravljati drugi znanstvenici i doktori kako bi predvidjeli kako različito okruženje, medicinske ili fizičke promjene na tijelu osobe mogu utjecati na njen san. Njihov model će također omogućiti otkrivanje značajki osnovne dinamike ciklusa spavanja.

“Željeli smo stvoriti interdisciplinarno oruđe kako bi mogli shvatiti ciklus spavanja. Bazirali smo model na najboljim i najnovijim biološkim otkrićima do kojih su došli neurobiolozi promatrajući različite faze sna te smo napravili naše matematičke jednadžbe na osnovu toga. One su stvorile model koji je i matematički i biološki točan i koristan širokom spektru znanstvenika.” izjavio je Holmes.

“Ovo je također važan primjer kako se primijenjena matematika može koristiti pri rješavanju pitanja u znanosti i medicini.”

Kako bi stvorili model, istraživači su doslovno zasukali rukave i zaputili se u laboratorij prije nos što su počeli zapisivati matematičke jednadžbe. Rogers je provela zadnje ljeto s neurobiologom u Harvard Medical School kako bi učio o biologiji mozga. Istraživala je ulogu specifičnih neurotransmitera unutar mozga u različitim točkama ciklusa spavanja. Taj rad je naučio mladu matematičarku kako čitati EEG i EMG podatke o moždanim valovima i mišićnoj aktivnosti koja se pojavljuje za vrijeme ciklusa spavanja. Ovi biološki podaci čine temelj njihovih matematičkih izračuna.

Ovi temelji istraživanja su omogućili timu da razvije masivni 11-jednadžbeni model ciklusa spavanja. Sada rade na unosu tih diferencijalnih jednadžbi u jednostavan grafički kompjuterski model koji će koristiti biolozi i doktori.

“Razvili smo model koji može poslužiti drugim istraživačima kao mjerilo za idealan, zdrav ciklus sna. Znanstvenici će moći prema ovom idealnom modelu predviđati kako će različite smetnje poput kofeina ili putovanja avionom utjecati na idealni ciklus. Ovo je vrlo neinvazivan način proučavanja mozga i sna koji će polučiti važne podatke kako prevladati ove smetnje i omogućiti pacijentima da spavaju nesmetano i bolje.” dodao je Holmes.

Rogers će nastaviti s radom na ovom programu nakon što dobije doktorsku diplomu iz primijenjene matematike na Rensselaeru ovog proljeća. Njen rad na matematici ciklusa spavanja je već privukao pažnju unutar znanstvenih krugova i pribavio joj postdoktorsku istraživačku stipendiju od National Science Foundation (NSF). S ovom stipendijom Rogers će nastaviti rad na New York University i početi uključivati druge aspekte ciklusa spavanja poput utjecaja cirkadijurnih ritmova u model.

Izvor: physorg.com

Nastavi čitati

Life is a sexually transmitted disease and there is a 100% mortality rate.

Ostavi komentar

Ostavi komentar

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Obavezna polja su označena sa *

Više u Matematika i Ekonomija

Popularno

Pratite nas na Fejsu

Na Vrh